国外某难选高砷铜金矿石选冶联合工艺研究_李绍英.pdf

Series No.560February 2023 金 属 矿 山METAL MINE 总 第560 期2023 年第 2 期收稿日期 2022-10-08基金项目 河北省高等学校科学技术研究项目(编号:ZD2020132,ZD2022128);河北省自然科学基金项目(编号:E2021209084,E2022209079)。作者简介 李绍英(1981),男,副教授,博士。通信作者 赵留成(1986),男,副教授,博士,硕士研究生导师。国外某难选高砷铜金矿石选冶联合工艺研究李绍英1,2,3 赵留成1,2,3 于晓东1,2 赵礼兵1,2,3 白丽梅1,3(1.华北理工大学矿业工程学院,河北 唐山 063210;2.河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北 唐山 063210;3.矿产资源绿色开发与生态修复协同创新中心,河北 唐山 063210)摘 要 国外某高砷铜金矿石金、铜、砷品位分别为 3.46 g/t、1.028%、1.16%,为高效开发利用该矿石资源,进行了系统的浮选试验以及加压预氧化、氰化浸金试验研究,确定采用混合浮选铜砷(硫)分离硫砷精矿加压预氧化氰化浸金尾矿直接氰化的选冶联合工艺。试验结果表明:原矿在磨矿细度为-0.074 mm 占 85%时,经 1 粗 2 扫混合浮选,混浮精矿再磨至-0.038 mm 占 85%,经 1 粗 2 精 1 扫铜砷(硫)分离获得铜、金、砷品位分别为 22.49%、27.43 g/t、0.42%,铜、金、砷回收率分别为 87.99%、35.12%、1.88%的铜精矿以及铜、金、砷品位分别为 0.47%、9.03 g/t、5.90%,铜、金、砷回收率分别为6.03%、37.93%、86.57%的硫砷精矿;采用加压预氧化氰化浸金工艺处理硫砷精矿,金对原矿的回收率达到 36.19%;采用直接氰化浸金工艺处理混合浮选尾矿,金对原矿的回收率为 10.77%;铜和金的选冶综合回收率分别达到 87.99%、82.08%,实现了矿石中铜和金的有效回收。关键词 高砷金铜矿 混合浮选 加压预氧化 氰化浸出 选冶联合工艺 中图分类号TD923 文献标志码A 文章编号1001-1250(2023)-02-101-06DOI 10.19614/ki.jsks.202302014Combined Beneficiation and Metallurgical Process Study of a Refractory Copper-Gold Ore Bearing High Arsenic AbroadLI Shaoying1,2,3 ZHAO Liucheng1,2,3 YU Xiaodong1,2 ZHAO Libing1,2,3 BAI Limei1,3(1.School of Mining Engineering,North China University of Science and Technology,Tangshan 063210,China;2.Key Laboratory of Mining Development and Safety Technology of Hebei Province,Tangshan 063210,China;3.Collaborative Innovation Center of Green Development and Ecological Restoration of Mineral Resources,Tangshan 063210,China)Abstract The grade of Au,Cu and As of a copper-gold ore is 3.46 g/t,1.028%and 1.16%respectively.It belongs to refractory copper-gold ore bearing high arsenic.In order to develop the ore high efficiently,systematic tests of flotation,pressure pre-oxidation and gold cyanidation were carried out.Finally,the combined beneficiation-metallurgy process of bulk flotation-copper and arsenic(sulphur)separation-pressure pre-oxidation-cyanidation of arsenic and sulphur concentration-cyanidation of flotation tailings,is adopted to treat the copper-gold ore bearing arsenic.The results show that,when grind fineness is 85%less than 0.074 mm,through bulk flotation with one rougher and two scavenger,regrinding of bulk concentrate(-0.038 mm 85%),separation of copper and arsenic(sulphur)with one rougher,two cleaning and one scavenger,the final flotation concentrate is achieved,the grade of Cu,Au and As is 22.49%,27.43 g/t,0.42%respectively,and the recovery of Cu,Au and As is 87.99%,35.12%,1.88%respectively.In addition,sulphur and arsenic concentrate is also obtained,the grade of Cu,Au and As is 0.47%,9.03 g/t,5.90%respectively,and the recovery of Cu,Au and As is 6.03%,37.93%and 86.57%respectively.The pressure peroxidation-cyanidation process is adopted to treat concentrate of arsenic and sulphur,the gold recovery for raw ore a-chieves to 36.19%.Direct cyanidation is adopted to treat flotation tailings,the gold recovery for raw ore achieves to 10.77%.The copper and gold recovery of combined beneficiation-metallurgy process is 87.99%and 82.08%.The effective recycling of copper and gold is realized.Keywordscopper-gold ore bearing high arsenic,bulk flotation,pressure peroxidation,cyanide leaching,beneficiation and metallurgy combined process101 含砷金铜矿石是一种复杂的多金属伴生矿石,该类矿石中黄铜矿通常与毒砂、黄铁矿等致密共生,毒砂、黄铁矿的可浮性与黄铜矿相近,伴生金大多数被毒砂包裹。因此,浮选回收铜时砷和硫易富集于铜精矿中,不仅降低铜精矿品质,影响铜精矿的销售价格,而且会增加后续铜冶炼成本,造成环境污染1-4;部分伴生金可随浮选富集于铜精矿中,但由于有害元素砷严重影响直接氰化浸金过程,大部分伴生金得不到有效回收5-7。针对铜砷分离难题,国内外学者在砷矿物抑制剂、铜高效捕收剂及铜砷分离工艺等方面做了大量工作8-9。针对云南某高砷铜锡矿石,廖祥文等10以复合药剂 EM-421 为抑制剂,采用铜硫混浮粗精矿再磨砷(硫)分离流程,获得了铜品位为 23.78%、砷含量为 0.14%的铜精矿。林榜立等11利用合成的新型有机抑制剂 FY02 与氰化钠做对比,考察了两者对毒砂、黄铁矿、磁黄铁矿的抑制效果,结果表明 FY02的抑制效果优于氰化钠。针对云南某锡铜硫化矿铜精矿,李英等12采用石灰、亚硫酸钠、腐殖酸钠、硫化铵组合药剂作为砷矿物抑制剂,乙基黄药作为捕收剂,获得了铜品位为 12.63%、回收率为 73.71%、砷含量为 0.425%的铜精矿。本文针对国外某高砷金铜矿石,分别考察混合浮选铜砷(硫)分离工艺、加压预氧化氰化浸金工艺、直接氰化浸出工艺对铜、金回收的影响,旨在通过选冶联合工艺实现铜和金的高效综合回收。1 原矿性质矿石中主要有价金属矿物为自然金和黄铜矿,另有较多的黄铁矿和毒砂,主要脉石矿物为白云石和石英。黄铜矿以不规则粒状或多角粒状形态存在,与脉石、黄铁矿、毒砂等矿物之间形成复杂的嵌布关系,且呈微细粒包裹而不易解离,易造成铜精矿中砷含量超标。金分布较分散,除了自然金外,部分被硫化物包裹,还有一部分被硅酸盐和碳酸盐包裹,这些包裹金粒度极其微细,采用常规方法难以获取理想的金回收率。矿石主要化学成分分析结果见表 1,铜、金的物相分析结果分别见表 2 和表 3。表 1 矿石主要化学成分分析结果Table 1 Main chemical composition analysis results of the ore%成分AuAgAsCuS含量3.4616.901.161.0285.38成分FeSiO2Al2O3MgOCaO含量10.186.890.5515.8924.13 注:Ag、Au 含量的单位为 g/t。表 2 矿石铜物相分析结果Table 2 Copper phase analysis results of the ore%铜物相铜含量分布率硫化铜1.00097.28自由氧化铜0.0252.43结合铜0.0030.29总铜1.028100.00表 3 矿石金物相分析结果Table 3 Gold phase analysis results of the ore金相别金含量/(g/t)分布率/%暴露金1.8152.31硫化物包裹金1.1432.95硅酸盐包裹金0.246.94碳酸盐包裹金+其他0.277.80总金3.46100.00 由表 1表 3 可知:矿石中主要有价金属元素为金和铜,含量分别为 3.46 g/t、1.028%;有害杂质元素为砷,含量为 1.16%,其他元素不具有回收价值。矿石中铜主要以硫化铜的形式存在,占总铜的97.28%,另有少量的自由氧化铜和结合铜;金主要以自然金和硫化物包裹金的形式存在,分别占总金的52.31%和 32.95%,其余为硅酸盐和碳酸盐包裹金。2 试验方案矿石中铜以硫化铜为主,金以自然金和硫化物包裹金为主,采用混合浮选回收矿石中的铜、金、砷,再对混合精矿进行铜砷(硫)分离浮选,获得合格铜精矿和含金硫砷精矿;含金硫砷精矿中砷硫含量较高,采用高压预氧化氰化浸出工艺进行处理;混合浮选尾矿铜、砷等杂质含量较低,采用直接氰化法处理。试验原则流程见图 1。图 1 原则流程Fig.1 Principle flowsheet of test3 试验结果与讨论3.1 混合浮选试验鉴于矿石性质特点,通过混合浮选回收铜和金,捕收剂为丁胺黑药、调整剂为石灰和六偏磷酸钠,其201总第 560 期 金 属 矿 山 2023 年第 2 期中捕收剂丁胺黑药按照 1 1 比例分批在球磨机和矿浆调浆时添加,